DE2516959C3 - Einrichtung zum mosaikartigen Darstellen von aus optischen Bildelementen zusammengesetzten Informationen - Google Patents

Einrichtung zum mosaikartigen Darstellen von aus optischen Bildelementen zusammengesetzten Informationen

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DE2516959C3 DE19752516959 DE2516959A DE2516959C3 DE 2516959 C3 DE2516959 C3 DE 2516959C3 DE 19752516959 DE19752516959 DE 19752516959 DE 2516959 A DE2516959 A DE 2516959A DE 2516959 C3 DE2516959 C3 DE 2516959C3
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, welche zum mosaikartigen Darstellen von aus optischen Bildelementen zusammengesetzten Informationen dient Die Einrichtung ist ebenso geeignet zur Darstellung von aus statischen oder beweglichen
3:5 Bildern bestehenden, graphischen oder alphanumerischen Informationen wie auch zur Darstellung von Informationen, die aus datenverarbeitenden Einrichtungen (z. B. Computer) oder vorbereitenden Eingangsperipherien dieser Art in einer »on line«- oder »off Iine«-Betriebsart gewonnen werden können.
Die Informationen erteilenden Einrichtungen können in verschiedene Gruppen nach ihrem Gebrauch sowie nach den angewendeten Schaltelementen und nach Art und Weise ihrer Steuerung in Gruppen eingeteilt werden.
Nach dem Gebrauch sind Einrichtungen bekannt, die eine statische oder in sich bewegende Darstellung von alphanumerischen Informationen sichern (US-PS 34 32 846), wobei während der Bewegung auch eine mehrfarbige Darstellung von Informationen ermöglicht werden kann.
Hierbei bilden die auf dem Matrix-Prinzip aufgebauten Einrichtungen eine separate Gruppe. Mit diesen Einrichtungen können graphische Informationen oder auch Figuren dargestellt werden.
Auch nach Art der Steuerung und dem Aufbau können diese Einrichtungen zusammengefaßt werden, insbesondere, wenn man die technischen Parameter der zur Schaltung der Bildelemente dienenden Verstärker betrachtet.
Die zur Zeit eingebauten, modernsten Bildelementschalter erfüllen — außer der Schalt- und Verstärkungsfunktion — eine oder mehrere logische Funktionen, z. B. die Speicherung des Einschaltbefehls. Die Speicherung wird bei den elektromechanischen Schaltern durch elektrisches oder magnetisches Selbsthalten und bei den elektrischen Schaltern durch ein Kippverhalten bzw. Rückkopplung erreicht.
Der Nachteil der die elektromechanischen Schaltelemente aufweisenden Einrichtungen besteht darin, daß 3ie bewegliche Schaltelemente enthalten, welche leicht verschmutzen, mechanisch ermüden, geringe Schaltgeschwindigkeit haben und relativ viel Raum benötigen. Ihr Vorteil besteht jedoch darin, daß der Ansteuerkreis und der gesteuerte Kreis voneinander galvanisch getrennt sind und daß die Leistungsverstärkung hoch ist
Es sind moderne Einrichtungen bekanntgeworden (DE-OS 15 24 780, DE-AS 21 Ob 374), die wenigstens .n einer Ansteuerleitung (Spaltenleitung der Matrix) elektronische Schakelemente enthalten, die eine entsprechende Schaltgeschwindigkeit aufweisen. Die Ansteuerung in der anderen Ansteuerieitung (Zeilenleitung) erfolgt über einen mechanischen Schalter.
Weiter ist durch die ungarische Patentschrift 1 60 930 eine mit elektronischen Schaltelementen betätigte Einrichtung bekanntgeworden, bei welcher jeder Bildelementschalter drei Steuergänge aufweis', weshalb zur Steuerung eine größere Anzahl von Ansteuerleitungen benötigt wird.
Als Nachteil wird bei solchen — Transistoren enthaltenden — Bildelement-Schaltern erwähnt, daß die Temperaturabhängigkeit der einzelnen Halbleiterelemente groß ist, so daß der Kippunkt nicht stabil gehalten werden kann. Da diese Einrichtungen auch bei schlechtesten Umweltbedingungen betrieben werden sollen, wird die Temperaturbeständigkeit Steuerungsschwierigkeiten hervorrufen. Ein bedeutender Nachteil ist, daß die Energieversorgung der einzelnen Bildelemente — als Belastungen (z. B. Glühlampen) — bloß durch Hochleistungs- und stabilisierte Speiseeinheiten gesichert werden kann, weiter, daß zwischen den steuernden logischen Stromkreisen und den die einzelnen Bildeleniente schaltenden Kippkreisen Hochleistungs-Pegelumwandler eingebaut werden sollen.
Diese Nachteile werden durch die in der ungarischen Patentschrift 1 64 837 beschriebene Lösung (Bildelement-Schalter mit Thyristoren) eliminiert. Die dort offenbarte Schaltung benötigt keine stabilisierte, gefilterte Hochleistungs-Verstärkung, und die einzelnen Bildelement-Schalter weisen eine ausreichende Leistungsverstärkung auf, wobei durch Anwendung eines einzigen Aktivelements (Thyristor) eine Speicherung ohne separate Energie möglich ist.
Die logischen Steuersignale weisen bloß ein niedriges Energieniveau auf, wobei die Bildelement-Schalter eine ausreichende galvanische Trennung gewährleisten.
Als Nachteil wird betrachtet, daß die einzelnen Bildelement-Schalter drei Steuereingänge aufweisen, wodurch eine bedeutende Anzahl von Leitungen benötigt wird, und zur Energieversorgung ist ein Netz mit verschobenen Phasen (Dreiphasennetz) erwünscht.
Die zur Zeit angewendeten, modernen, optische Informationen wiedergebenden Einrichtungen sind allgemein durch eine mehrdimensionierte Koordinate steuerbar aufgebaut, und der Unterschied zwischen den einzelnen Ausführungen besteht bloß darin, wie die einzelnen Bildelement-Schalteinheiten ausgeführt sind, d. h, wie kompliziert diese aufgebaut sind und wieviele Bestandteile diese benötigen. Ein weiterer Unterschied besteht darin, wie das Kabeladernetz konstruiert wird und welche Auflösung mit den logisch gesteuerten Steuersignalen — infolge ihrer Anzahl und Charakter — erzielbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum mosaikartigen Darstellen von aus optischen Bildelementen zusammengesetzten Informationen in Form eines mosaikartig aufgebauten Lampenfeldes zu schaffen, bei welcher eine mit wenigen Schaltelementen ausgerichtete Ansteuerlogik zur Ansteuerung der in den Speisestromkreisen der einzelnen Lampen angeordneten Thyristorschalter vorgesehen ist, welche über eine Steuematrix sowohl für die Zeilen als auch für die Spaltenansteuerung dient.
Diese Aufgabe wird mit einer Einrichtung gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.
ίο Die Einrichtung ist hierbei so aufgebaut, daß sie entweder über einen Computer oder über beliebige Peripherieeinheiten, als logische Systeme, gesteuert werden kann. Sie ist einfach aufgebaut, wobei sowohl die Nachteile der bekannten Einrichtungen eliminiert wie auch ihre Vorteile beibehalten werden können.
Der Lösung dieser Aufgabe liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei einem Bildelement-Schaltsystem, das mittels Thyristoren in einem System von zwei Koordinaten gesteuert wird und einen pn-übergang des die Leistungsumschaltung durchführenden Thyristors zur Bildung der durch die zwei Koordinaten steuerbaren, logischen »UND«-Schaltung verwendet, die Einrichtung während der zur Ansteuerung nötigen Zeit im Ansteuerkreis ohne Energieaufnahme arbeitet. Somit kann die Anzeigetafel von der logischen Steuereinheit galvanisch getrennt werden. Dies erfolgt durch die nach der Koordinate vertikal angeordneten Schalter bzw. durch die die waagerechte Auswahl durchführenden Schalter.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann derart ausgebildet werden, daß die die Auswahl nach der vertikalen Koordinate durchführenden Schalter sowie die die Auswahl nach der waagerechten Koordinate durchführenden Schalter Halbleiterschalter sind. Nach einer weiteren Ausführung kann die Einrichtung derart ausgebildet werden, daß sowohl die Ausgänge der vertikalen Wählerschalter und die vertikal zusammengefaßten Diodenanschlüsse als auch die Ausgänge der waagerechten Wählerschalter und die zusammengefaßten Anschlüsse eines Endes der Widerstände voneinander galvanisch getrennt — z. B. durch einen Transformator oder über eine optische Kopplung — angeschlossen sind.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der eine Eingang der waagerechten und der vertikalen Wählerschalter an einen Punkt angeschlossen werden, dessen Potential negativer als der der Kathode der Thyristoren ist, während die anderen Eingänge an einem ein positiveres Potential als das der Kathode der Thyristoren aufweisenden Punkt angeschlossen sind.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch derart ausgebildet werden, daß der Eingang des vertikalen Wählerschalters der die Auswahl in vertikaler Richtung durchführenden Einheit an die Ausgänge der Steuerschalter der logischen Steuereinheit angeschlossen ist, wobei der eine Eingang des waagerechten Wählerschalters der die Auswahl in waagerechter Richtung durchgeführten Einheit an einem Schalterausgang angeschlossen ist, der die Informationsstelle der logischen Steuereinheit bestimmt.
Ein weiterer Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß die anodenseitigen Ausgänge der Thyristoren des Thyristorschalters und der Verstärkereinheit über eine, mehreren Bildelementen zugehörige Belastung an dem positiven Pol dei Speiseeinheit angeschlossen sind. Ein ebenso erfinci'jngsgemäßer Aufbau der Einrichtung besteht darin, daß die Belastungen der Thyristoren entweder Glühlampen
oder Gasentladungsröhren oder lichtemittierende Halbleiterelemente oder Flüsfigkeitskristalle oder elektromechanisch funktionierende, darstellende Elemente sind. Ein als Beispiel dienender Aufbau mit Betätigung der Einrichtung wird anhand der Zeichnung dargestellt.
Die Steuersignale — entsprechend der zu den einzelnen Bi'Helementen angehörigen Information — Yi erden in der die Programmierung durchführenden Informationseingabe-Einheit 1 hergestellt. Der Ausgang der Informationseingabe-Einheit 1 ist galvanisch mit dem Eingang der logischen Steuereinheit 2 verbunden.
Die logischen Signale sind von den galvanisch gekoppelten Ausgängen der logischen Steuereinheit einerseits an den Eingang der vertikalen Wählereinheit
3 bzw. an den Eingang der waagerechten Wählereinheit
4 übertragen.
Die Energieversorgung der erwähnten Einheiten wird durch die logische Speiseeinheit 7 gesichert, die mit der Speiseeinheit 8 zusammen geerdet ist. Die zweiwegig gleichrichtende Speiseeinheit 8 weist einen Ausgang auf, der mit dem gemeinsamen Pol der Belastungen Ln — L„„ der darstellenden Einheit 6 (z. B. Glühlampen) galvanisch verbunden ist. Die Wählerausgänge der vertikalen Wählerschalter Ii-In der vertikalen Wählereinheit 3 sind mit den Punkten /„ t - Ia „ des Thyristor-Schalters 5 galvanisch verbunden.
In gleicher Weise sind die Ausgänge der waagerechten Wählerschalter Hi-Hn der waagerechten Wählereinheit 4 mit den waagerecht multiplizierten Punkten Hcs ι — Hcs π des Thyristor-Schalters 5 galvanisch verbunden.
An den »gate«-Eingängen der Thyristoren Tw- Tnn der Verstärkereinheit bzw. des Thyristor-Schalters 5 ist jeweils ein Verbindungspunkt zwischen den Wähierwiderständen R angeschlossen. Die kathodenseitigen Ausgänge der erwähnten Wählerdioden D sind je nach einer vertikalen Kolonne gruppiert und galvanisch an den den vertikalen Koordinaten zugeordneten Punkten Ics\—Icsn angeschlossen. Die anderen, nicht erwähnten Anschlüsse der Wählerwiderstände R, welche je einer waagerechten Zeile zugeordnet sind, sind galvanisch mit den Punkten Ha\ — Hcs π verbunden.
Die kathodenseitigen Hauptstromkreis-Ausführungen eines jeden Thyristors 7Ή — Tnn der Verstärkereinheit bzw. des Thyristor-Schalters 5 sind mit dem negativen Pol der Speiseeinheit 8 galvanisch verbunden, während die anodenseitigen Hauptstrom-Ausführungen einzeln an je einem Anschluß der Belastungen (Glühlampen) Lw-L„„ der darstellenden Einheit 6 galvanisch angeschlossen sind.
Jede Belastung Lu-Ln„ der darstellenden Einheit 6 ist — gemäß ihrer geometrischen Anordnung — mit dem hierzu gehörigen Anodenanschluß der Thyristoren Tn — T„„ galvanisch verbunden. Somit wird an die Belastung Lw (Glühlampe) die Anode des Thyristors Tn und an die Belastung L„„ (Glühlampe) die Anode des Thyristors Tnn angeschlossen.
Die anderen, nicht erwähnten Anschlüsse der Belastungen Lw-L„„ (Glühlampen) sind vereinigt und galvanisch an den positiven Pol der zweiwegig gleichrichtenden Speiseeinheit 8 angeschlossen. An demselben Pol ist die eine Elektrode (Kathode) des steuerbaren Schalters (Thyristor) ATi der Speiseeinheit 8 angeschlossen, während die Anode desselben an einen Punkt positiveren Potentials als der negative Pol der Speiseeinheit 8 angeschlossen ist
Wenn eine galvanische Entkopplung zwischen der vertikalen Wählereinheit 3, der waagerechten Wählereinheit 4 sowie zwischen dem Thyristor-Schalter 5 bzw. de; Verstärkereinheit i-ustandegebracht werden soll, so soll man — z. b. im FpIIe einer transformatorircheri Kopplung — das eine Ende der Sekundärwicklung auf
s ein Potential binden, das zu dem der kathodenseitigen Hauptstromkreis-Ausführungen der Thyristoren Tw—T„n analog ist, und die anderen Enden dieser Wicklung soüen mit den den waagerechten Koordinaten zugeordneten Punkten Hcs\ — Wcn bzw. mit den den vertikalen KoorHinaten zugeordneten Punkten Ics ι - - Ics π verbunden werden.
An die primärseitigen Ausführungen der einzelnen Transformatoren sind die Ausgänge der vertikalen Wählschalter I\ - In bzw. die der waagerechten Wählerschalter H]-Hn angeschlossen. Die einzelnen, den waagerechten Koordinaten zugeordneten Punkte Htr.t-Ha η bzw. die den vertikalen Koordinaten zugeordneten Punkte lest — Icsn können durch eine optische Kopplung an die entsprechenden waagerechten Wählerschalter Ht - Hn bzw. an die vertikalen Wählerschalter h — Hn angeschlossen werden.
Die Funktion der Einrichtung erfolgt laut der Zeichnung folgendermaßen:
Vorausgesetzt, daß die darstellende Einheit 6 in der Grundstellung dunkel ist, ist der steuerbare Schalter Kt der Speiseeinheit 8 offen. Somit wird an jede Belastung Lw — Lnn (Glühlampen) bzw. an deren vereinigte Punkte durch die Speiseeinheit 8 eine zweiwegig gleichgerichtete Spannung gelegt.
Durch die einzelnen Belastungen fließt kein Strom, wenn die Thyristoren 7ί ι — Tnn sich im sperrenden Zustand befinden.
Im Falle einer durch einen Computer erfolgten Steuerung werden am Ausgang der die Information eingebenden Einheit 1 Signale erze jgt, die dem Eingang der logischen Steuereinheit 2 zugeführt werden. Entsprechend der erhaltenen Signale gibt die logische Steuereinheit 2 an den Eingang des Shift-Registers der vertikalen Wählereinheit 3 — entsprechend den vertikalen Kolonnen — eine logische Signalreihe, so daß die an den Ausgang der logischen Steuereinheit 2 angeschlossenen vertikalen Wählerschalter /ι — /„derart gesteuert sind, daß durch deren Ausgänge im Falle einer ausgeschalteten Belastung (Glühlampe) eine negative, im Falle einer eingeschalteten Belastung aber eine positive Spannung an die einzelnen, den vertikalen Koordinaten zugeordneten Punkten lest —Ian geschaltet werden. Durch die logische Steuereinheit 2 — entsprechend dem erwähnten und ausgewählten Informationsinhalt — werden auch die waagerechten Koordinaten bestimmt; falls die erste, d. h. oberste Zeile bestimmt ist, wird der Ausgang des waagerechten Wählerschalters Ht der waagerechten Wählereinheit auf einen positiven Spannungspegel geschaltet während die Ausgänge der waagerechten Wählerschalter Hi-Hn der weiteren waagerechten Zeilen auf dem negativen Potential bleiben.
Somit erscheint am Ausgang des waagerechten Wählerschalters H\ eine positive Spannung, nachdem die vertikalen Wählerschalter /j — /„ coderichtig eingestellt sind. Diese Spannung wird für einige usec Dauer aufrechterhalten. In der ersten waagerechten Zeile, an den Stellen, wo die vertikalen Wählerschalter einen negativen Ausgang aufweisen, fließt über den Wählerwiderstand R und die Wählerdiode D Strom durch, so daß die Thyristoren Tt t — Tnn nicht eingeschaltet werden können. Wenn aber einer der vertikalen Wählerschalter einen positiven Ausgang aufweist so fließt der Strom
nicht durch die Wählerdiode D, sondern durch die Steuerelektrode des betreffenden Thyristors Tv,- T„„ fließt ein Zündstrom, der den betreffenden Thyristor ir den leitenden Zustand überr:"!hrt.
Da nach dem Einschreiben der Information infolge des Losch- bzw. offenen Zustandes des steuerbaren Schalters K] der Speiseeinheit 8 die letztere eine positive Spannung liefert und die zweiwegig gleichgerichtete Ausgangsspannung nicht auf Null hrrabgenommen werden kann, können die eingeschalteten Thyristoren Tu — T„„ nicht ausgeschaltet werden; die Information wird daher beibehalten.
Unter Wiederholung des vorigen Prozesses — von Zeile zu Zeile waagerecht fortschreitend — kann die Information in den Thyristor-Schalter 5 bzw. in die Versiärkereinhcit eingeschrieben werden. Die mosaikartig zusammengesetzte optische Information erscheint daher entsprechend dem leitenden bzw. nichtleitenden Zustand der Thyristoren Tu — T„„ in der darstellenden Einheit 6. Die Ausschaltung der Belastungen (Glühlampen) erfolgt durch den steuerbaren Schalter K\ in dessen ausgeschaltetem Zustand; die Thyristoren T\\-Tn„ schalten nämlich bei den Null-Übergängen der zweiwegig gleichgerichteten Speisespannung aus.
Ein großer Vorteil der Einrichtung besteht darin, daß das die Thyristoren betätigende logische UN D-Tor-System Energie bloß im Moment der Informationseinheit konsumiert, wobei die einzelnen Bildelement-Schalter die minimale Anzahl der Aufbaubestandteile aufweisen. Dadurch wird zur Steuerung nur eine minimale Anzahl von Kabeladern benötigt, und der einfache Ausbau sichert zugleich eine besonders einfache Betätigungs-
Ui(U .-»Ci'ViCCnlGiiiiCiiKeit.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zum mosaikartigen Darstellen von aus optischen Bildelementen zusammengesetzten Informationen mit Hilfe eines mosaikartig aufgebauten Lampenfeldes, dessen Lampen entsprechend den darzustellenden Bildelementen über in einer Steuermatrix analog dem Lampenmoasaik zusammengefaßte Thyristorschalter einzeln ein- und ausgeschaltet werden, wobei die Thyristorschalter im Speisestromkreis der Lampen angeordnet sind und ihrerseits über eine logische Steuereinheit gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur einzelnen Ansteuerung jedes Thyristors (Τι ι — T„„) die einzelnen Zündelektroden einerseits über eine Wählerdiode (D) an die Steuerleitung für die eine Koordinate der Steuermatrix und andererseits über einen Wählervorwiderstand (R) an die Steuerleitung für die andere Koordinate der Steuermatrix angeschlossen sind und daß die Steuerleitungen der einen Koordinate (vertikale Steuerleitungen gemäß Zeichnung) zu einer ersten vertikalen Wählereinheit (3) mit Wählerschaltern (h — In) und die Steuerleitungen für die andere Koordinate (horizontale Steuerleitungen) zu einer zweiten waagerechten Wählereinheit (4) mit den Wählerschaltern (Hi - Hn) für jede waagerechte Leitung zusammengefaßt sind, so daß durch die Betätigung je eines Wähierschaiters in einer der beiden Wählereinheiten (3, 4) an der und nur der als UND-Schaltung verbundenen Reihenschaltung aus Wählerwiderstand (R) und Wählerdiode (D) an der Verbindung zwischen diesen die Spannung angehoben und damit der zugehörige Thyristor (Tt ι - T„„) gezündet wird.
2. Einrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Wählerschalter (I\ — In) und die waagerechten Wählerschalter (Hi — Hn) — die eine Auswahl .lach der vertikalen bzw. der waagerechten Koordinate sichern — aus Halbleiterelementen aufgebaut sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der vertikalen Wählerschalter (Ii-In) und die den vertikalen Koordinaten zugeordneten Punkten (Ia i- /ra n) der Kathoden der Wählerdioden (D) sowie die Ausgänge der waagerechten Wählerschalter (Hi — Hn) und die den waagerechten Koordinaten zugeordneten Punkten (Ηαι-Ηαη) der einen Anschlüsse der Wählerwiderstände (R) voneinander galvanisch getrennt (z. B. über einen Umwandler oder aber eine optische Kopplung) angeschlossen sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Eingang der vertikalen Wählerschalter (Ii — In) und der waagerechten Wählerschalter (Hi—Hn)m\t einem Punkt verbunden ist, welcher auf einem Potential liegt, der gegenüber dem der Kathode der Thyristoren (Tu — Tnn) gleich oder negativer ist, während der andere Eingang mit einem Punkt verbunden ist, der das gleiche oder das positivere Potential aufweist als die Kathode der Thyristoren (Τι ι - Tn„)
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Eingang der vertikalen Wählerschalter (Ii — In) der vertikalen Wählereinheit (3) an den Ausgängen der die Information steuernden Schalter der logischen Steuereinheit (2) und der eine Eingang der
waagerechten Wählerschalter (H\ — Hn) der waagerechten Wählereinheit (4) am Ausgang der Schalter der die Stelle der Information bestimmenden logischen Steuereinheit (2) angeschlossen sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge an der Anodenseite der Thyristoren (Tu — rnojder Verstärkereinheit bzw. des Thyristor-Schalters (5) über mehrere, den Bildelementen zugeordnete Belastungen (Lu — Lnn) am positiven Pol der Speiseeinheit angeschlossen sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am positiven Pol der Speiseeinheit (8) eine Elektrode (Kathode) des steuerbaren Schalters (Thyristor) (Ki) und die andere Elektrode dieses Schalters (Anode) an einem Punkt angeschlossen ist, der auf positiverem Potential liegt als das der Kathode der Thyristoren (W
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungen (Lw-Lm) der Thyristoren (Tu-T„„) Glühlampen, Gasentladungsröhren, lichtemittierende Halbleiterelemente oder aber Flüssigkeitskristalle oder elektromechanisch darstellende Elemente sind.
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